节水灌溉的方式——微灌

微灌是什么?

微灌(microirrigation)是按照作物需求,通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器,将水和作物生长所需的养分以较小的流量,均匀、准确地直接输送到作物根部附近土壤的一种灌水方法。微灌是通过低压管道系统与安装在尾部的特制灌水器(滴头、微喷头、渗灌将水和作物生长所需的水和养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近地士使作物根部的土壤经常保持在最佳水、肥、气状态的灌水方法。微灌的特点是灌水流量小,一次灌水延续时间长,周期短,需要的工作压力较低,能够较精确地控制灌水量,把水和养分直接输送到作物根部附近的土壤中,满足作物生长发育之需要。

微灌的分类

(1)地表滴灌(surface drip irrigation),是通过末级管道(称为毛管)上的灌水器,即滴头,将压力水以间断或连续的水流形式灌到作物根区附近土壤表面的灌水形式。

(2)地下滴灌(Subsurface drip irrigation, 简称SDI),将水直接施到地表下的作物根区,其流量与地表滴灌相接近,可有效减少地表蒸发,是最为节水的一种灌水形式。

(3)微喷灌(Micro-spray 或micro jet 或mini sprinkler irrigation),是利用直接安装在毛管上,或与毛管连接的灌水器,即微喷头,将压力水以喷洒状的形式喷洒在作物根区附近的土壤表面的一种灌水形式,简称微喷。微喷灌还具有提高空气湿度,调节田间小气候的作用。但在某些情况下,例如草坪微喷灌,属于全面积灌溉,严格来讲,它不完全属于局部灌溉的范畴,而是一种小流量灌溉技术。

(4)涌泉灌(Bubbler irrigation),管道中的压力水通过灌水器,即涌水器,以小股水流或泉水的形式施到土壤表面的一种灌水形式 。

微灌的优缺点

(1)微灌的优点

①小流量局部高频灌溉,灌水均匀,灌溉水利用率高。微灌是一种小流量局部高频灌溉,一般仅湿润植物根区附近的土壤,显著减少了地表水分蒸发;灌水周期较短,灌水均匀,灌溉水利用率高。因此,微灌节水效果显著,一般比地面灌溉节水50%左右,比喷灌节水30%左右。

②适时适量供水供肥,作物产量高、品质好。微灌可按作物需求适时适量地向作物根区供水供肥等,肥料及药剂可通过微灌系统随灌溉水直接施到根系附近土壤中。微灌可实现水肥一体化,使作物根活动层土壤一直处于良好的水、热、气和养分供给状态,改善了作物生长环境,为作物增产和改善品质提供了有利条件,一般可提高产量20%以上,同时大部分地表保持干燥,减少杂草的生长及病虫害传播,可大大减少用于除草的劳动力投入和除草剂费用及田间管理工作量。

③易于调节土壤湿润体内盐分浓度,可在一定条件下利用微咸水灌溉。实践证明,微灌可以使作物根系层土壤经常保持较高的含水状态,因而局部的土壤溶液浓度较低,渗透压比较低,作物根系可以正常吸收水分和养分而又减少盐碱危害。即使使用微咸水微灌,灌溉水中含盐量在2~4克/升时,作物仍能正常生长,并能获得较高产量。

④微灌可适应各种土壤和地形。微灌可利用压力管道将水输送到作物根部区域,适用于各种土壤和地形,甚至可以在某些陡坡地或沙石滩上有效灌溉,还能根据土壤的入渗特性选用相应的灌水器,避免地表径流和深层渗漏。

(2)微观的局限性

①盐分积累。咸水微灌会使盐分在湿润体外围形成积累,形成“盐壳”,长期使用可能造成土壤恶化。因此,在干旱和半干旱地区,灌溉季节末期尽可能应用淡水洗盐。

②可能影响作物根系发育。土壤含水量持续较高会引起一些根系方面的病害,或者使地头周围土壤内空气不足。在干旱地区,微灌会使根系范围变小、上移,可能会限制果树根系发展,降低其抗旱抗风能力。

③微观一次性投资相对较高。

④微灌灌水器出水口很小,易被水中的矿物质或有机物质堵塞,严重时会使灌水器无法正常工作,甚至报废。所以,微灌系统安装水处理设施甚为重要。

由于微灌每亩灌水定额可控制在5m左右,节水效果极其显著,虽然其技术的成熟程度尚不如喷灌,但已成为一种很有发展前途的节水灌溉方法。

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